本发明专利技术提供了一种紧凑型可变式棒线材超快冷却环状喷嘴，属于冷却设备领域，包括输送气流的气体流道和输送水的液体流道，气体流道和液体流道彼此分离，气体流道包括喷出气流的喷气缝，液体流道包括喷出水流的喷水孔，喷水孔紧靠喷气缝设置，以能够朝棒线材分别单独或者同步地喷射出气流和水雾。本发明专利技术可以对棒线材进行快速冷却，并灵活调整冷却模式，结构紧凑。凑。凑。
【技术实现步骤摘要】
紧凑型可变式棒线材超快冷却环状喷嘴及棒线材冷却工艺
[0001]本专利技术涉及一种冷却设备，更具体的说，涉及一种紧凑型可变式棒线材超快冷却环状喷嘴。
技术介绍
[0002]热轧棒线材生产中的新一代高效节能的热轧形变热处理TMCP工艺技术，是在微合金化与洁净化相结合的化学成分设计与精炼工艺基础上，一方面要求严格的热变形控制轧制工艺，尤其是对于再结晶区临界道次压下量Ri>RSC(％)和未再结晶区累计压下量Ri(％)的要求。另一方面，要求轧后冷却速率的进一步提高和终冷温度的严格控制，从而将控制轧制热变形与控制冷却相变热处理相结合，获得高强度钢材所需的显微组织与力学性能。
[0003]目前的热轧线控制冷却一般分为一次冷却、二次冷却及最后空冷3个阶段。其中，一次冷却最为重要，热轧棒线材现有技术中的一次冷却，基本上都是采用穿水冷却，即成品轧件从精轧机轧出后，立即穿过水冷装置，进行强行冷却的控制冷却。此处的第一阶段强烈冷却的目的通常是控制变形奥氏体的组织状态，阻止晶粒长大，或防止碳化物过早析出而形成网状碳化物，固定由于变形引起的位错，增加相变的过冷度，为变形奥氏体向铁素体或渗碳体和珠光体的转变做组织上的准备，因为相变前的组织状态将会直接影响相变机制、相变产物形态、晶粒粗细和钢材性能。
[0004]总的来说，目前对于热轧棒线材生产的主要缺点在于：
[0005](1)冷却速率达到一定值后提升较困难，难以满足新工艺提出的要求。
[0006](2)冷却设备内的冷却水水温的控制较难；这是因为水温对冷却效果有很大影响，它直接影了冷却速度。若水温过高，冷却速度不够，产生不了足够的过冷度，使得表面回火马氏体的深度不够，钢筋的抗拉强度将达不到要求，其水温应当控制在30℃以下。
[0007](3)水压的控制问题；水压对冷却效果的影响也非常明显；必须要有足够的水压，才能把冷却过程中附着在钢筋表面的氧化膜击破。另外，水压足够高才能消除重力的影响，使钢筋浮在紊流管的中心，达到均匀冷却的目的，通常水压应控制在0.7MPa以上。
[0008](4)管道的尺寸和形状控制技术要求高；
[0009]现有的穿水冷却通常有两种形式：套管式和紊流管式，对于套管式而言，冷却均匀，但冷却强度不大，对水的压力流量和冷却线长度要求高。而对于紊流管式而言，则冷却强度大，但内腔设计难以掌握，否则容易产生不均匀冷却，波浪弯曲难以控制，而且钢筋在紊流管内的阻力大，严重的时候会直接在紊流管内堆钢。
[0010](5)穿水位置的选择要求较高；一般说来，水冷线离成品机架越短越好，棒线材出了成品机架后最好是马上穿水，可以减少奥氏体再结晶程度，保存轧制变形的效果，综合的力学性能较好。例如，在对日标SD390螺纹，标准规定屈服上限不能超过510MPa，而在实际调整过程中，为了控制弯曲，往往出现性能偏高的情况，虽然经过足够的时效，能回落到正常值，但在周转快的情况下，产品可能在一周内就会投入使用，此时因时效期不够，强度仍然偏高，容易引起质量问题。此时，应在水冷线的后半段采取穿水工艺，后半段穿水，经过1秒
钟时间，奥氏体经过再结晶，晶粒度一般能长大一个数量级，而且因钢温有所降低，减小了过冷度，也可以使性能有所降低，这样处理的钢筋，时效很小，性能稳定。
[0011](6)波浪弯曲问题较难解决；在穿水工艺生产φ20以下规格时，很容易出现波浪弯曲，主要是穿水强度小，性能不够，容易造成波浪弯曲，穿水强度提高，又容易造成堆钢。此问题成为制约生产的瓶颈环节，因为小规格刚性差，在受到阻力时更容易产生不均匀冷却，从而产生弯曲。
技术实现思路
[0012]本专利技术提供一种紧凑型可变式棒线材超快冷却环状喷嘴，解决了现有热轧棒线材生产时，其冷却速率亟待进一步提升，且不能灵活调节冷却模式，安装使用局限性大，适应性差的问题。
[0013]为实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种紧凑型可变式棒线材超快冷却环状喷嘴，包括输送气流的气体流道和输送水的液体流道，气体流道和液体流道彼此分离，所述气体流道包括喷出气流的喷气缝，所述液体流道包括喷出水流的喷水孔，所述喷水孔紧靠喷气缝设置，以能够朝棒线材分别单独或者同步地喷射出气流和水雾。
[0014]具体而言，本专利技术中的前述气体流道包括进气通道，液体流道包括进水通道；进气通道上连接有至少一个一级气腔，所述一级气腔连接二级气腔，所述二级气腔与所述喷气缝连通，且一级气腔和二级气腔之间通过一个分气件隔开，所述分气件上设有透气缝，一级气腔和二级气腔之间通过且仅通过所述透气缝连通；进水通道连接有一级水腔，一级水腔连接有二级水腔，所述二级水腔与所述喷水孔连通，且一级水腔和二级水腔之间通过一个分水件隔开，一级水腔和二级水腔之间通过且仅通过分水件上的透水缝连通。
[0015]进一步地，进气通道和进水通道均彼此间隔地设置在一个具有环形套的环形套内，且沿着平行于环形套的轴向的方向设置，进气通道的入口端与一根供气管道连接，进水通道的入口端与一根供水管道连接。
[0016]进一步地，还包括一对分别可拆卸、同轴安装在所述环形套两端口上的压环，在所述环形套内侧的两压环之间的区域内，同轴地设有一个环状的芯环，所述芯环与两个压环及环形套之间形成的两个区域，被所述分气件分隔为一级气腔和二级气腔，所述芯环靠自身内圆环面的部分位于两所述压环之间，并与两压环形成的环形间隙构成所述喷气缝。
[0017]进一步地，芯环的环壁内还设有一个与之同轴的环形腔，环形腔内被所述分水件分隔为所述一级水腔和二级水腔，所述喷水孔一端连通二级水腔，另一端延伸至所述内圆环面而将内圆环面贯穿。
[0018]进一步地，芯环靠内圆环面的部分为一个环形圈，所述喷水孔沿着环形圈的径向设置，以使得两所述喷气缝分列喷水孔的两侧。
[0019]进一步地，分气件和分水件均为环形结构，以对应形成开设有所述透气缝和透水缝的分气环和分水环。
[0020]进一步地，透气缝和透水缝均为矩形条孔，其长度方向与所述分气环和分水环轴向平行，且分水环位于两分气环之间的正上方。
[0021]进一步地，矩形条孔的一端贯穿所述分气环和分水环的端面，以在分气环和分水环上形成矩形缺口，相邻两个矩形缺口的开口方向相反。
[0022]此外，本专利技术还提供一种棒线材冷却工艺，主要是采用前述的紧凑型可变式棒线材超快冷却环状喷嘴进行冷却，将若干个所述环状喷嘴均匀间隔地排成一条直线，所述供水管道设置在供气管道的外侧，供水管道和供气管道沿着所述导向座的轴向设置，且位于导向座的两侧，供水管道和供气管道各自通过四根输送管道与对应的进水通道和进气通道连接，每一侧设有一根供水管道和供气管道；朝所述供水管道和供气管道分别通入空气和水时，确保所述喷气缝和喷水孔同时喷射相应流体时，混合形成的气雾的液滴直径>60um。
[0023]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0024]1.冷却速率较现有的穿水冷却技术而言，冷却速率成倍提高，满足新一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种紧凑型可变式棒线材超快冷却环状喷嘴，包括输送气流的气体流道和输送水的液体流道，其特征在于：所述气体流道和液体流道彼此分离，所述气体流道包括喷出气流的喷气缝(3)，所述液体流道包括喷出水流的喷水孔(2)，所述喷水孔(2)紧靠喷气缝(3)设置，以能够朝棒线材分别单独或者同步地喷射出气流和水雾。2.根据权利要求1所述的紧凑型可变式棒线材超快冷却环状喷嘴，其特征在于：所述气体流道包括进气通道(1)，液体流道包括进水通道；所述进气通道(1)上连接有至少一个一级气腔(4)，所述一级气腔(4)连接二级气腔(5)，所述二级气腔(5)与所述喷气缝(3)连通，且一级气腔(4)和二级气腔(5)之间通过一个分气件隔开，所述分气件上设有透气缝(9)，一级气腔(4)和二级气腔(5)之间通过且仅通过所述透气缝(9)连通；所述进水通道连接有一级水腔(10)，一级水腔(10)连接有二级水腔(11)，所述二级水腔(11)与所述喷水孔(2)连通，且一级水腔(10)和二级水腔(11)之间通过一个分水件隔开，一级水腔(10)和二级水腔(11)之间通过且仅通过分水件上的透水缝连通。3.根据权利要求2所述的紧凑型可变式棒线材超快冷却环状喷嘴，其特征在于：所述进气通道(1)和进水通道均彼此间隔地设置在一个具有环形套(601)的导向座(6)内，且沿着平行于环形套(601)的轴向的方向设置，进气通道(1)的入口端与一根供气管道(15)连接，进水通道的入口端与一根供水管道(16)连接。4.根据权利要求3所述的紧凑型可变式棒线材超快冷却环状喷嘴，其特征在于：还包括一对分别可拆卸、同轴安装在所述环形套(601)两端口上的压环(14)，在所述环形套(601)内侧的两压环(14)之间的区域内，同轴地设有一个环状的芯环(13)，所述芯环(13)与两个压环(14)及环形套(601)之间形成的两个区域，被所述分气件分隔为一级气腔(4)和二级气腔(5)，所述芯环(13)靠自身内圆环面的部分位于两所述压环(14)之间，并与两压环(14)形成的环形间隙构成所述喷气缝(3)。5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘兵隆，杨珂，
申请(专利权)人：四川什邡东润制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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